1.设计模式简介
设计模式代表了最佳的实践，通常被有经验的面向对象的软件开发人员所采用。设计模式是软件开发人员在软件开发过程中面临的一般问题的解决方案。这些解决方案是众多软件开发人员经过相当长的一段时间的试验和错误总结出来的。
设计模式是一套被反复使用的、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。毫无疑问，设计模式于己于他们于系统都是多赢的，设计模式使代码编制真正工程化，设计模式是软件工程的基石，如同大厦的一块块砖石一样。项目中合理的运用设计模式可以完美地解决很多问题，每种模式在现实中都有相应的原理来与之对应，每种模式都描述了一个在我们周围不断重复发生的问题，以及该问题的核心解决方案，这也是设计模式能被广泛应用的原因。
2.单例模式
单例模式(Singleton Pattern)是Java中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。
这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。
注意：1.单例类只能有一个实例。2.单例类必须自己创建自己的唯一实例。3.单例类必须给所以其他对象提供一实例。
介绍
意图：保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。
主要解决：一个全局使用的类频繁地创建与销毁。
何时使用：当您想控制实例数目，节省系统资源的时候。
如何解决：判断系统是否已经有这个单例，如果有就返回，如果没有就创建。
关键代码：构造函数是私有的。
应用实例：1.一个党只能有一个主席。2.Windows是多进程多线程的，在操作一个文件的时候，就不可避免的出现多个进程或线程同时操作一个文件的现象，所以所有文件的处理必须通过唯一的实例来运行。3.一些设备管理器通常设计为单例模式，比如一个电脑有两台打印机，在输出的时候就要处理不能两台打印机打印同一个文件。
优点：1.在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例（比如管理学院首页页面缓存）。2.避免对资源的多重占用（比如写文件操作）。
缺点:没有接口，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化。
使用场景：1.要求生产唯一序列号。2.WEB中的计数器，不用每次刷新都在数据库里加一次，用单例先缓存起来。3.创建的一个对象需要消耗的资源过多，比如IO与数据库的连接等。
注意事项：getInstance()方法中需要使用同步锁synchronized(Singleton.class)防止多线程同时进入造成instance被多次实例化。
实现
我们将创建一个SingleObject类。SingleObject类有它的私有构造函数和本身的一个静态实例。
SingleObject类提供了一个静态方法，供外界获取它的静态实例。SingletonPatternDemo，我们的演示类使用SingletObject类来获取SingleObject对象。
步骤1：创建一个Singleton类。
SingletObject.java
public class SingleObject {
//创建 SingleObject 的一个对象
private static SingleObject instance = new SingleObject();
//让构造函数为 private，这样该类就不会被实例化
private SingleObject(){}
//获取唯一可用的对象
public static SingleObject getInstance(){
return instance;
}
public void showMessage(){
System.out.println("Hello World!");
}
}步骤2：从singleton类获取唯一的对象。
SingletonPatternDemo.java
public class SingletonPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
//不合法的构造函数
//编译时错误：构造函数 SingleObject() 是不可见的
//SingleObject object = new SingleObject();
//获取唯一可用的对象
SingleObject object = SingleObject.getInstance();
//显示消息
object.showMessage();
}
}步骤3：
验证输出。Hello World！
单例模式的几种实现方式
单例模式的实现有多种方式，如下所示：
1.懒汉式，线程不安全
是否Lazy初始化：是
是否多线程安全：否
实现难度：易
描述：这种方式是最基本的实现方式，这种实现最大的问题就是不支持多线程，因为没有加锁synchronized，所以严格意义上它并不算单例模式。
这种方式lazy loading很明显，不要求线程安全，在多线程不能正常工作。
public class Singleton{
private static Singleton instance;
private Singleton(){}
public static Singleton getInstace(){
if(instance==null){
instance=new Singleton();
}
return instance;
}
}2.懒汉式，线程安全
是否lazy初始化：是
是否多线程安全：是
实现难度：易
描述：这种方式具备很好的lazy loading，能够在多线程中很好的工作，但是，效率低，99%情况下不需要同步。
优点：第一次调用才初始化，避免内存浪费。
缺点：必须加锁synchronized才能保证单例，但加锁会影响效率。
getInstance()的性能对应用程序不是很关键（该方法使用不频繁）
public class Singleton{
private static Singleton instance;
private singleton(){}
public static synchronized Singleton getInstance(){
if(instance==null){
instance=new Singleton();
}
return instance;
}
}3.饿汉式
是否lazy初始化：否
是否多线程安全：是
实现难度：易
描述：这种方式比较常用，但容易产生垃圾对象。
优点：没有加锁，执行效率会提高。
缺点：类加载时就初始化，浪费内存。
它基于classloader机制避免了多线程的同步问题，不过，instance在类装载时就实例化，虽然导致类装载的原因有很多种，在单例模式中大多数都是调用getInstance方法，但是也不能确定有其他的方式（或者其他的静态方法）导致类装载，这时候初始化instance显然没有达到lazy loading的效果。
public class Singleton{
private static Singleton instance=new Singleton();
private Singleton(){}
public static Singleton getInstance(){
return instance;
}
}4.双检锁/双重校验锁（DCL，即double-checked loading）
JDK版本：JDK1.5起
是否lazy初始化：是
是否多线程安全：是
实现难度：较复杂
描述：这种方式采用双锁机制，安全且在多线程情况下能保持高性能。getInstance()的性能对应用程序很关键。
public class Singleton{
private volatile static Singleton singleton;
private Singleton(){}
public static Singleton getInstance(){
if(singleton==null){
synchronized(Singleton.class){
if(singleton==null){
singleton=new Singleton();
}
}
}
return singleton;
}
}5.登记式/静态内部类
是否lazy初始化：是
是否多线程安全：是
实现难度：一般
描述：这种方式能达到双检锁方式一样的功效，但实现更简单。对静态域使用延迟初始化，应使用这种方式而不是双检锁方式。这种方式只适用于静态域的情况，双检锁方式可在实例域需要延迟初始化时使用。
这种方式同样利用了 classloder 机制来保证初始化 instance 时只有一个线程，它跟第 3 种方式不同的是：第 3 种方式只要 Singleton 类被装载了，那么 instance 就会被实例化（没有达到 lazy loading 效果），而这种方式是 Singleton 类被装载了，instance 不一定被初始化。因为 SingletonHolder 类没有被主动使用，只有显示通过调用 getInstance 方法时，才会显示装载 SingletonHolder 类，从而实例化 instance。想象一下，如果实例化instance 很消耗资源，所以想让它延迟加载，另外一方面，又不希望在 Singleton 类加载时就实例化，因为不能确保 Singleton 类还可能在其他的地方被主动使用从而被加载，那么这个时候实例化 instance 显然是不合适的。这个时候，这种方式相比第 3 种方式就显得很合理。
public class Singleton{
private static class SingletonHolder{
private static final Singleton INSTSNCE=new Singleton();
}
private Singleton(){}
private static final Singleton getInstance(){
return SingletonHolder.INSTANCE;
}
}6、枚举
JDK 版本：JDK1.5 起
是否 Lazy 初始化：否
是否多线程安全：是
实现难度：易
描述：这种实现方式还没有被广泛采用，但这是实现单例模式的最佳方法。它更简洁，自动支持序列化机制，绝对防止多次实例化。
这种方式是 Effective Java 作者 Josh Bloch 提倡的方式，它不仅能避免多线程同步问题，而且还自动支持序列化机制，防止反序列化重新创建新的对象，绝对防止多次实例化。不过，由于 JDK1.5 之后才加入 enum 特性，用这种方式写不免让人感觉生疏，在实际工作中，也很少用。
不能通过 reflection attack 来调用私有构造方法。
public enum Singleton{
INSTANCE;
public void whateverMethod(){
}
}经验之谈：一般情况下，不建议使用第 1 种和第 2 种懒汉方式，建议使用第 3 种饿汉方式。只有在要明确实现 lazy loading 效果时，才会使用第 5 种登记方式。如果涉及到反序列化创建对象时，可以尝试使用第 6 种枚举方式。如果有其他特殊的需求，可以考虑使用第 4 种双检锁方式。
3.工厂模式
工厂模式（Factory Pattern）是Java中最常用的设计模式之一。这类模型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。
在工厂模式中，我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑，并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。
介绍
意图：定义了一个创建对象的接口，让其子类自己决定实例化哪一个工厂类，工厂模式使其创建过程延迟到子类进行。
主要解决：主要解决接口选择的问题。
何时使用：我们明确的计划不同条件下创建不同实例时。
如何解决：让其子类实现工厂接口，返回的也是一个抽象的产品。
关键代码：创建过程在其子类执行。
应用实例：1.您需要一辆汽车，可以直接从工厂里提货，而不用去管这辆汽车是怎么做出来的，以及这个汽车里面的具体实现。2.Hibernate换数据库只需换方言和驱动就可以。
优点：1.一个调用者想创建一个对象，只要知道其名称就可以了。2.扩展性高，如果想增加一个产品，只要扩展一个工厂类就可以。3.屏蔽产品的具体实现，调用者只关心产品的接口。
缺点：每次增加一个产品时，都需要增加一个具体类和对象实现工厂，使得系统中类的个数成倍增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，同时也增加了系统具体类的依赖，这并不是什么好事。
使用场景：1.日志记录器：记录可能记录到本地硬盘、系统事件、远程服务器等，用户可以选择记录日志到什么地方。2.数据库访问，当用户不知道最好系统采用哪一类数据库，以及数据库可能有变化时。3.设计一个连接服务器的框架，需要三个协议，“POP3”、“IMAP”、“HTTP”，可以把这三个作为产品类，共同实现一个借口。
注意事项：作为一种创建类模式，在任何需要生成复杂对象的地方，都可以使用工厂方法模式。有一点需要注意的地方就是复杂对象适合使用工厂模式，而简单对象，特别是需要通过new就可以完成的对象，无需使用工厂模式。如果使用工厂模式，就需要引入一个工厂类，会增加系统的复杂度。
实现
我们将创建一个shape接口和实现shape接口的实体类，下一步是定义工厂类ShapeFactory。FactoryPatternDemo，我们的演示类使用shapeFactory来获取Shape对象。它将向ShapeFactory传递信息（CIRCLE/RECTANGLE/SQUARE）,以便获取它所需对象的类型。
步骤1：
创建一个接口。
Shape.java
public interface Shape{
void draw();
}步骤2：
创建实现接口的实体类。
Rectangle.java
public class Rectangle implements Shape{
@override
public void draw(){
System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
}
}Square.java
public class Square implements Shape{
@overrride
public void draw(){
System.out.println("Inside Square::draw() method.");
}
}Circle.java
public class Circle implements Shape{
@override
public void draw(){
System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
}
}步骤3：
创建一个工厂，生产基于给定信息的实体类的对象。
ShapeFactory.class
public class shapeFactory{
public shape getShape(String shapeType){
if(shapeType==null){
return null;
}
if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")){
return new Circle();
}
if(shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")){
return new Rectangle();
}
if(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){
return new Square();
}
return null;
}
}步骤4
使用该工厂，通过传递类型信息来获取实体类的对象。
FactoryPatternDemo.java
public class FactoryPatternDemo{
public static void main(String[] args){
ShapeFactory shapeFactory=new ShapeFactory();
Shape shape1=shapeFactory.getShape("CIRCLE");
shape1.draw();
Shape shape2=shapeFactory.getShape("RECTANGLE");
shape2.draw();
Shape shape3=shapeFactory.getShape("SQUARE");
shape3.draw();
}
}转自：http://www.runoob.com/design-pattern/design-pattern-tutorial.html